ASTM A615 – Standardspezifikation für gerippte und glatte Kohlenstoffstahlstäbe für Betonstahl
Betonstahl ist so konzipiert, dass er die Spannung und das Gewicht von Betonkonstruktionen wie Brücken und Gebäuden aufnimmt. ASTM D615 ist eine Prüfnorm, die Maß-, Chemie- und Physik Anforderungen für glatte und gerippte Kohlenstoffstahlstäbe vorschreibt, die für Betonstahl hergestellt werden. Gerippte Stäbe weisen Oberflächenvorsprünge auf, um eine Längsbewegung nach dem Einbringen in den Beton zu verhindern, während glatte Stäbe glatte Seiten haben. Diese Produkte können in geschnittenen Längen oder als Ringe geliefert werden und sind für den ausdrücklichen Zweck des Bauens und Konstruierens konzipiert.
Während sich ASTM A615 auf ASTM A370 und ASTM E290 für Zug- bzw. Biegeversuche bezieht, enthält diese Norm spezifische Verfahren, die für die Durchführung dieser Versuche an glatten und gerippten Stäben relevant sind. Diese Versuche werden durchgeführt, um physikalische Eigenschaften wie Festigkeit, Dehnung und einen zufriedenstellenden Oberflächenzustand nach dem Biegen zu bestimmen. Insbesondere gelten auch Stäbe, die gemäß ASTM A706/A706M hergestellt wurden, als konform mit dieser Norm.
| ASTM A615-Testaufbau | |
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Bodenmodell der Serie 6800 |
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Bluehill Universal Software |
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Kraftmessdose der Serie 2580 |
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Hydraulische Keilbacken |
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Die Prüfung nach ASTM A615 ist typischerweise mit hohen Stoßkräften beim Versagen der Probe verbunden. Dies gilt insbesondere für höhere Festigkeitsklassen und größere Abmessungen von glatten und gerippten Stäben. Da die Probenhalter die gebrochenen Proben nach dem Bruch halten, sind sie in der Regel am stärksten von diesem Stoß betroffen. Daher ist es wichtig, robuste Probenhalter zu wählen, die die Energie effektiv absorbieren können, wie z. B. hydraulisch betätigte Keil- oder seitlich wirkende Probenhalter. Die Norm schreibt außerdem vor, dass Proben von Stäben vor der Prüfung gerichtet werden müssen, insbesondere wenn sie aus Ringen entnommen werden. Da diese Proben häufig eine gewisse Biegung aufweisen, empfehlen wir für diese Anwendung hydraulische, seitlich wirkende Probenhalter wie die DuraSync-Probenhalter von Instron. Diese Probenhalter klemmen von beiden Seiten, um sicherzustellen, dass sie auch bei vorhandenen Seitenlasten, die bei einer Biegung der Probe auftreten, zentrisch klemmen, was zur Verbesserung der Ausrichtung beiträgt und die Notwendigkeit eines "Zurücksetzens" der Probenhalter zwischen den Prüfungen eliminiert. Da Zugproben mit ihrem vollen Querschnitt geprüft werden sollen, können die Oberflächenvorsprünge von gerippten Stäben eine Herausforderung für die Klemmung darstellen. Spezielle Backen für Bewehrungsstäbe verfügen über ein Zahnmuster, das speziell entwickelt wurde, um ein Verrutschen der Probe zu verhindern, ohne dabei so aggressiv zu sein, dass es zu einem vorzeitigen Versagen kommt.
Diese Norm erfordert die Angabe der Dehnung für jeden Zugversuch, und obwohl es möglich ist, diese ohne einen Extensometer zu messen, gibt es viele Vorteile bei der Verwendung eines solchen. Instron empfiehlt die Verwendung eines automatischen Kontaktinstruments wie des AutoX750, das neben der Messung der Dehnung einer 8-Zoll-Messlänge auch die Dehngrenze (Rp 0,2) berechnen kann. Im Gegensatz zu manuellen Geräten wird das AutoX750 automatisch am Prüfkörper befestigt und von diesem entfernt, sodass sich der Bediener sicher außerhalb des Testbereichs aufhalten und alle mit dem Versagen des Prüfkörpers verbundenen Risiken vermeiden kann. Da die Messlänge automatisch über Softwareeingaben eingestellt wird und über den gesamten Verfahrweg des Instruments stufenlos einstellbar ist, kann dieser einzelne Extensometer verwendet werden, um alle Prüfkörperanforderungen zusätzlich zu den in ASTM A615 spezifizierten abzudecken.
PRÜFSTEUERUNG
PrüfverfahrenDie Prüfung nach ASTM A615 umfasst 5 grundlegende Bereiche, darunter Vortest, Vorlast, elastischer Bereich, Fließen und plastischer Bereich.
Während des Vortests ist es wichtig sicherzustellen, dass die richtigen Einspannvorrichtungen installiert sind und die Testöffnungen richtig eingestellt sind. Vor dem Einsetzen des Prüfkörpers sollte die Kraftmessung auf Null gesetzt werden. Sobald der Prüfkörper in das System eingesetzt wurde, sollte die Kraft NICHT weiter auf „Null“ gesetzt werden, da dies die Prüfergebnisse beeinflusst. Wenn ein manueller Extensometer zur Dehnungsmessung verwendet wird, sollte dieser mit den Messerklingen in der Messlänge des Instruments ordnungsgemäß am Prüfkörper befestigt werden. Die Dehnungsmessung sollte dann vor dem Belasten des Prüfkörpers auf Null gesetzt werden.
Die Vorlaststufe dient dazu, eine minimale Vorlast (<5 % der erwarteten Streckgrenze) auf den Prüfkörper aufzubringen, um ihn ordnungsgemäß in den Einspannvorrichtungen zu positionieren und auch um das gerade Ziehen des Prüfkörpers vor der Prüfung zu unterstützen. Eine Auftragung von Spannung oder Kraft gegen Traversenweg oder Aktuatorweg zeigt typischerweise eine signifikante Verschiebung bei minimaler Erhöhung der Last aufgrund des Festziehens der Einspannvorrichtungen und des Laststrangs (Aufnahme der Systemnachgiebigkeit). Wenn keine Vorlast aufgebracht wird und ein Extensometer verwendet wird, zeigen viele Betonstahlproben zu Beginn des Versuchs eine negative Dehnung, wenn sich die Probe begradigt. Aufgrund dessen und/oder der Systemnachgiebigkeit werden die Daten während des Vorlastteils des Versuchs oft ignoriert oder nicht auf dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm aufgezeichnet.
Bei servogesteuerten Systemen erfolgt die Vorlast in der Regel langsam unter Verwendung des Traversenwegs oder des Aktuatorwegs als Rückmeldung zur Steuerung der Prüfgeschwindigkeit. Die Steuerung der Vorlast über Last-, Spannungs- oder Dehnungsrückmeldung wird nicht empfohlen, da dies zu einer unerwünschten und schnellen Beschleunigung führen könnte, bis der Prüfkörper in den Einspannvorrichtungen festgezogen ist.
Abhängig von der Höhe der Systemnachgiebigkeit oder des Spiels, das während der Vorlast aufgenommen (reduziert) wurde, kann es erforderlich oder wünschenswert sein, die Dehnungsmessung am Ende der Vorlast auf Null zu setzen. Es ist jedoch Vorsicht geboten, um die gesamte Dehnungsmessung nicht negativ zu beeinflussen. In jedem Fall sollten die Prüfergebnisse, die auf der Dehnung des Extensometers beruhen, so angepasst werden, dass ein nichtlineares Verhalten zu Beginn der Prüfkurve die Prüfergebnisse nicht negativ beeinflusst.
Elastischer Bereich
Der elastische Bereich oder der geradlinige Abschnitt des Versuchs, wie er im Spannungs-Dehnungs-Diagramm zu sehen ist, kann anfänglich ein nichtlineares Verhalten aufweisen, das auf die weitere Begradigung des Betonstahlprüfkörpers zurückzuführen ist. Bei Verwendung eines Extensometers kann sich dies als leicht negative Dehnung zu Beginn des Versuchs zeigen, was im Allgemeinen als normal für Betonstahl angesehen wird.
Bei der Prüfung nach ASTM A615 sollte die neueste Ausgabe von ASTM A370 bezüglich der richtigen Prüfsteuerung und der zulässigen Zielgeschwindigkeiten im elastischen Bereich und bis zum Beginn des Fließens herangezogen werden.
Beim Durchführen der Versuche auf servogesteuerten Systemen ist es wichtig, die folgenden Szenarien zu berücksichtigen. Wenn eine Traversenweg- oder Aktuatorwegsteuerung verwendet wird, ist es im Allgemeinen akzeptabel, die gleiche Steuerung und Geschwindigkeit sowohl im elastischen als auch im Fließbereich des Versuchs zu verwenden. Wenn jedoch eine Spannungs- oder Dehnungsrückführungssteuerung verwendet wird, muss der Test kurz vor oder zu Beginn des Fließens auf Traversenweg- oder Aktuatorwegsteuerung umschalten.
Sobald das Fließen beginnt, weisen viele Betonstahlsorten eine definierte Streckgrenze auf, die als abrupte Biegung in der Spannungs-Dehnungs-Prüfkurve zu sehen ist. Darauf folgt eine Periode der Prüfkörperdehnung mit wenig bis gar keiner Erhöhung der Kraft. Aus diesem Grund müssen servogesteuerte Systeme mit Traversenweg- oder Aktuatorwegrückführung gesteuert werden, um eine konstante Verfahrgeschwindigkeit während des gesamten Fließens aufrechtzuerhalten. Es ist sehr wichtig zu beachten, dass die Verwendung einer Spannungssteuerung während des Fließens dazu führt, dass der Test übermäßig beschleunigt, was einen direkten Verstoß gegen die Normen darstellt. Dies kann auch dazu führen, dass die Streckgrenze (obere Streckgrenze) maskiert oder geglättet wird und die Streckgrenzenergebnisse höher als erwartet ausfallen. Ebenso kann die Dehnungssteuerung durch einen Extensometer während des Fließens unregelmäßig werden und wird daher bei der Prüfung von Betonstahl nicht empfohlen.
Plastischer Bereich
Wie von ASTM A370 und damit von ASTM A615 erlaubt, ist es akzeptabel, die Prüfgeschwindigkeit zu erhöhen, nachdem das Fließen abgeschlossen ist. Für servogesteuerte Maschinen ist die beste Art, den Test während dieses letzten Bereichs zu steuern, die Rückführung des Traversenwegs oder des Aktuatorwegs (wie beim Fließen). Die Geschwindigkeit kann jedoch gemäß der zu befolgenden Norm erhöht werden. Dies ermöglicht es, den Test in kürzerer Zeit abzuschließen und dennoch akzeptable und wiederholbare Ergebnisse zu erzielen.
Bei ASTM A615-Prüfungen ist es üblich, nach jedem Bruch Zunder und Staub auf der Ausrüstung zu erzeugen. Instron-Systeme sind so konzipiert, dass sie in dieser anspruchsvollen Umgebung betrieben werden können. Es wird jedoch empfohlen, den Zunder zwischen den Prüfungen wegzubürsten, um einen guten Eingriff des Prüfkörpers zwischen den Backen zu gewährleisten. Wird diese Reinigung vernachlässigt, können Prüfkörperhälften in den Backen stecken bleiben, was zusätzlichen Aufwand erfordern kann, um sie zu lösen.
Um mehr über ASTM A615 zu erfahren, kaufen Sie die Norm.
Broschüre Serie 6800 Premier Testing Systems
Universal-Testsysteme der Instron Serie 6800 bieten unvergleichliche Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Die 6800 Serie basiert auf einer zum Patent angemeldeten Operator-Protect-Systemarchitektur mit einem brandneuen Smart-Close Air Kit und Collision-Mitigation-Funktionen, wodurch Materialtests einfacher, intelligenter und sicherer sind als je zuvor.
Bluehill Universal Broschüre
Bluehill Universal ist die fortschrittliche Materialprüfsoftware von Instron, entwickelt für intuitive Touch-Interaktion und optimierte Arbeitsabläufe. Sie bietet vorinstallierte Prüfmethoden, QuickTest für eine schnelle Einrichtung, verbesserten Datenexport und Instron Connect für die direkte Servicekommunikation. Anwender von Bluehill 2 und Bluehill 3 können problemlos auf die neueste Version upgraden, um die Leistung und Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.
Broschüre zu universellen Hochleistungs-Prüfmaschinen
Zu den Hochleistungs-Systemen von Instron gehören elektromechanische und hydraulische Prüfsysteme mit hoher Kapazität für Anwendungen mit Spannung und Kompression. Kraftkapazitäten reichen von 100 kN bis 2000 kN.
Hydraulic Side-Action Grips (DuraSync)
Instron hydraulic side-action grips are designed for high-capacity testing and maintain a constant clamping force on the specimen that acts perpendicular to the direction of testing and is independent of tensile loading.
2743-401 Hydraulische Keilzugspannzeuge
Die hydraulischen Keilzug-Spannzeuge von Instron mit 100 kN bieten eine innovative Lösung für Tests und Ergebnisse mit hoher Kapazität zur Verbesserung der Greifleistung, Benutzerfreundlichkeit und Bedienersicherheit.
Automatic Contacting Extensometer – Model AutoX 750
The AutoX 750 is a high-resolution, long-travel automatic contacting extensometer. It can be mounted onto any electromechanical 3300, 3400, 5500, 5900, or 6800 Series tabletop or floor model system as well as LX, DX, HDX, and KPX static hydraulic testing systems. It is well suited for applications involving plastics, metals, biomedical, composites, elastomers, and more. The AutoX has a maximum travel of 750 mm and accuracy of ± 1 µm.
